hálózatok alapjai és üzemeltetése...• rnc: radio network controller, rádióhálózat...

© Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék 1

Budapest,

2019.04.16.

Hálózatok alapjai és üzemeltetése

Mobil rendszerek (folytatás)

15. előadás

Gódor Győző

BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék

[email protected]


TARTALOM

• Cellás rendszerek

• 2G – GSM

• 2,5G – GPRS

• 3G – UMTS

• 4G – LTE


3G – UMTS


UMTS CÉLOK

Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)

• A korábbi mobil szolgáltatások támogatása

• A fix hálózatok minőségi paramétereinek elérése

• A kapacitás növelése

• A frekvenciasávok kihasználási hatékonyságának javítása

• Olcsó és kisméretű kézi készülékek kifejlesztése

• Az adatbiztonság és adatvédelem erősítése

• Változatos szolgáltatások (hang, kép, adat; távszolgáltatások, hordozó szolgáltatások, járulékos szolgáltatások, értéknövelt szolgáltatások)

• Szolgáltatás multiplexálás

• Aszimmetrikus forgalom támogatása

• Együttélés 2G (pl.: GSM) rendszerekkel


UMTS TÖRTÉNETE, ÚJDONSÁGOK

• Az ETSI SMG 24 1998 januárjában döntést hozott az UMTS rádiós interfészéről.

• Két támogatott technológia: – W-CDMA

– W-TDMA/CDMA • Cellás rendszerekben W-CDMA/FDD

• Ad-hoc hálózatokban W-TDMA/CDMA/TDD

• Magasabb frekvenciasávok használata: 2 GHz körül

• Nagyobb sávszélesség: 5 MHz

• Duplexitás: FDD, TDD

• CS, PS forgalom támogatása


FIZIKAI CSATORNÁK JELLEMZŐI

• Kapacitás

– Maximális adatsebességek

• Vidéki: 144 kbit/sec (384 kbit/sec), 500 km/h

• Elővárosi: 384 kbit/sec (512 kbit/sec), 120 km/h

• Beltéri, lokális: 2 Mbit/sec, 10 km/h

– Megvalósított adatsebességek

• 12,2 kbit/s beszédátvitel

• 64, 144 (128), 384 kbit/s adatátvitel (rádiós hordozó (bearer))


3G UMTS FREKVENCIASÁVOK


3G UMTS ARCHITEKTÚRA I.

Iu

Cu

USIM ME

CN

PS tartomány

CS tartomány

MSC/VLR GMSC

SGSN GGSN

regiszterek

HLR/AuC/EIR

RNS

RNC

RNS

RNC

UTRAN

Iur

Uu

Iub

Iub

No

de

B

No

de

B

No

de

B

No

de

B


3G UMTS ARCHITEKTÚRA II.

• Felhasználói készülék (User Equipment – UE) két

részre bontható:

– USIM (UMTS Service Identity Module) és

– ME (Mobile Equipment), köztük Cu interfész.

• UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network)

– A rádiós hozzáférést biztosító hálózat elnevezése.

– Rádiós hálózati alrendszerekre osztva (Radio Network

Subsystems, RNS)

• EDGE alkalmazásánál a hozzáférési hálózat

elnevezése GERAN (GSM/EDGE RAN)

• Maghálózat (Core Network – CN)

– Release ’99-ben ugyanaz, mint a GPRS/GSM CN


GSM/GPRS – 3G UMTS HÁLÓZAT I.

MSC/VLR GMSC

SGSN GGSN

HLR

SGSN

EIR

GERAN

UTRAN

MSC/VLR

A

E G

Gb

Iu CS

Iu PS

AuC

F

D

C

Gf

Gr Gc

GGSN

Gn

más UMTS hálózat

Gp Gn

Gi Gs

jelzés

user adat

PSTN (SS7) PSTN (SS7)


GSM/GPRS – 3G UMTS HÁLÓZAT II.


GERAN

• GERAN: GSM/GPRS/EDGE Radio Access

Network

– Mint a GSM-nél, de a BSC-t ki kellett egészíteni a

csomagkapcsolt forgalom kezeléséhez

– Ez a PCU, Packet Control Unit

– Eredetileg külön egység, a BSC kiegészítése

• Újabb BSC-k integráltan tartalmazták


UTRAN I.

• UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Access

Network

– Több Rádiós Hálózati Alrendszerből (Radio Network

Subsystem – RNS) áll.

– Egy RNS tartalmaz egy Rádiós Hálózati Vezérlőt (Radio

Network Controller – RNC) és az RNC által vezérelt

bázisállomásokat.

– Feladata: rádiós hozzáférés biztosítása a maghálózat

(Core Network – CN) és a felhasználói készülék (User

Equipment – UE) között


UTRAN II.

• Új berendezések:

– NodeB – megfelel a GSM BTS-nek, de új eszközök

kellenek (GSM-hez használtak nem

bővíthetők/frissíthetők)

• más moduláció, más közeghozzáférés, más frekvenciasávok és

sűrűbben kell elhelyezni

– Fő feladatai:

• moduláció, spektrumszórás, szinkronizáció

• csatornakódolás, interleaving

• bitfolyam titkosítása

• FDD és/vagy TDD módú működés

• gyors teljesítményszabályozás


UTRAN III.

• RNC: Radio Network Controller, rádióhálózat

vezérlő

– új elem, funkciója hasonló a GSM BSC-jéhez

– egy RNC a NodeB-k egy csoportját (akár 100 db) vezérli

– adatok továbbítása a bázisállomásokhoz (kapcsoló

funkció)


UTRAN IV.

• Rádiós erőforrás menedzsment (Radio Resource

Management – RRM):

– teljesítményszabályozás, kódkiosztás, handover

szabályozás, beengedés szabályozás,

csomagütemezés

• Rendszerinformációk szórása

• UTRAN szintű mobilitás menedzsment

– Handover és paging

• Cella információs adatbázis menedzselése


GPRS/EDGE/UMTS HÁLÓZAT I.

• Új elemek a maghálózatban:

– SGSN (Serving GPRS Support Node),

– GGSN (Gateway GPRS Support Node)

• Új elem a BSS-ben: PCU

– PCU (Packet Control Unit)

• interfész a GPRS maghálózat és a GSM BSS között

• PCU keretekké formálja az adatot

• rádiós erőforrás menedzsment a csomagkapcsolt

szolgáltatásokhoz


GPRS/EDGE/UMTS HÁLÓZAT II.

• SGSN (Serving GPRS Support Node):

– csomag továbbítás: GERAN/UTRAN és más GSN-ek

között

– a csomagkapcsolt kommunikáció „központja”

– csomag útválasztási funkciót mobilitás kezelő

funkciókkal

– mobilitás menedzselés

– cellaváltás

– számlázás

– titkosítás, adat tömörítés (opcionális)


GPRS/EDGE/UMTS HÁLÓZAT III.

• GGSN (Gateway GPRS Support Node): – átjáró a külső adathálózatok (IP, X.25) felé

• csomagformátum konverzió, címkonverzió a mobil és a külső hálózat között

– csomagkapcsolt „hívás” • IP-cím mobilhoz való hozzárendelése

• a mobilitás horgonya a hálózaton belül

– kapcsolódó IP szerverek szükségesek: • DHCP (Dynamic Host Control Protocol)

• DNS (Domain Name Service)

– GPRS tunneling protokoll a GGSN és az SGSN között

– számlázás: a kifelé irányuló forgalommal kapcsolatos számlázás


3G UMTS evolúció


VIVŐ FÜGGETLEN MAGHÁLÓZAT I.

• Vivő független maghálózat: – (rádiós vivő (bearer): a Layer 2 nyújtotta átvitel a magasabb

rétegek felé)

– Vivő független CS architektúra

• 3GPP Rel-4 szabványban (2001) jelent meg – az első jelentős lépés az NGN hálózatok irányába

• Célja: – Transzport és vezérlés elkülönítése CS tartományban a

transzport erőforrás hatékonyság növelése érdekében

– Konvergencia CS és PS között

• Működés változatlan marad – a felhasználók nem veszik észre, hogy egy „hordozó

független CS hálózathoz” vagy egy klasszikus CS domain-hez kapcsolódnak-e.

• Architektúra változik


RELEASE 4 CS ARCHITEKTÚRA

VÁLTOZÁS

• Miért van erre szükség?

– Amennyire csak lehetséges, a hanghívások átvitelére is

az IP alapú hálózati infrastruktúrát használják

– A CS különválasztott jelzésátvitelét központosítani kell

néhány nagy kapacitású eszközben

– Jelzésátvitel a CS számára

– Hang és videó folyamok kapcsolása: elosztottabb,

olcsóbb, kisebb kapacitású, de gyors eszközök

– Megszabadulni a hang codecek átalakításától (TRAU)


VIVŐ FÜGGETLEN MAGHÁLÓZAT II.

• Új elemek:

– (G)MSC server

– Circuit Switched -

Media Gateway, CS-MGW

• Új interfészek:

– Mc

– Nc

– Nb


VIVŐ FÜGGETLEN MAGHÁLÓZAT III.

• Új interfészek:

– Mc:

• A (G)MSC szerver és a CS-MGW között

• hívás és hordozó vezérlés

• a H.248/IETF Megaco protokollt használja

– Nc:

• hálózatok közötti hívás vezérlés

• A 3GPP nem specifikálta a protokollt, így a különböző gyártók

más-más jelzési protokollt valósíthatnak meg

– Nb:

• A hordozó vezérlése és a szállítás

• A 3GPP nem határozta meg a transzport vivőket


VIVŐ FÜGGETLEN MAGHÁLÓZAT IV.

• (G)MSC szétválasztva két új logikai entitássá:

1. (G)MSC server

• Hívás vezérlés, mobilitás-támogatási funkciók, VLR

• Jelzésátviteli protokollok egymásba alakítása

2. Circuit Switched - Media Gateway, CS-MGW

• Adatfolyam manipulációs funkciók, pl. hordozó vezérlés, átviteli

erőforrás funkciók

• Interfész a hozzáférési és maghálózat között:

• Média konverzió, codec (pl. UMTS voice – GSM voice)

• payload feldolgozás

– Külső interfészek változatlanok (amennyire lehetséges)


VEZÉRLÉS ÉS TRANSZPORT

SZÉTVÁLASZTÁS


3GPP REL-4 ARCHITEKTÚRA

Willie W. Lu: Broadband Wireless Mobile: 3G and Beyond


3GPP R6 ARCHITEKTÚRA (IMS)


IP Multimedia Subsystem


IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM I.

• Cél: – Az eltérő hálózati platformok (fix, mobil) közötti kommunikáció vezérlési és menedzselési

módszereinek egységesítése

• IP Multimedia Subsystem (IMS) alapjainak lefektetése – 3GPP (3rd Generation Partnership Project), ETSI, Parlay Forum

• A 3GPP Release 5 (2002) definiálja

– Maghálózat kiegészítése

– IP feletti multimédia alkalmazások/szolgáltatások megvalósítása és QoS támogatása

– Fő protokollja a SIP (Session Initiation Protocol)

• Új elemek: – P-CSCF

– I-CSCF

– S-CSCF


IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM II.

• Az IMS alkalmazás szervereket (TAS) tartalmaz speciális szolgáltatások és alkalmazások megvalósításához

• Az IMS tartalmazza a HSS-t (Home Subscriber Server)

• Eredetileg: – Mobilhálózati alkalmazások megvalósítására tervezték, még

harmadik fél (third party) számára is az IMS infrastruktúrán keresztül

• Jelenleg: – Az IMS átfordít a SIP és az SS7 között, valamint interfész az IP-

alapú és a hagyományos (legacy) rendszerek között

– Értéknövelt szolgáltatásokat IMS felett valósítanak meg

– Tekinthető úgy, mint egy CS maghálózat csomagkapcsolt hálózatokban (pl. 4G LTE)


IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM III.

• Az IMS egy szabványosított, hozzáférési technológia-független IP alapú architektúra, amely együttműködik a meglévő hang- és adathálózatokkal mind a vezetékes (pl. PSTN, Internet), mind pedig a mobil (pl. GSM, WCDMA) felhasználók számára.

• Tulajdonképpen egy IP alapú fedőhálózat (overlay network) csomagkapcsolt hálózatok fölé.

• Előnyei: – Egységes felületet biztosít a különböző IP alapú rendszerek számára

– Egységes szolgáltatási és menedzsment platform

– Szabványos QoS, biztonsági és számlázási szolgáltatások nyújtása

– Szolgáltatások egyszerű integrálása

– Valós idejű multimédia alkalmazások nyújtása

– Harmadik fél is könnyen fejleszthet szolgáltatásokat


IMS ARCHITEKTÚRA HÁROM RÉTEGE


IMS ARCHITEKTÚRA: CSCF-EK

• CSCF (Call Session Control Function) – Feladata a multimédiás kapcsolatok felépítése, monitorozása és

lebontása

– Menedzseli a felhasználó és a szolgáltatásokért felelős elemek közötti kapcsolatokat is

– A hívásvezérlő SIP proxy neve az IMS-ben: CSCF

– Három módban működhet:

– Átjátszó mód • P-CSCF (Proxy Call Session Control Function)

– Szerver mód • S-CSCF (Serving CSCF)

– Kliens mód • I-CSCF (Interrogating CSCF)

I-CSCF S-CSCF P-CSCF SIP SIP


IMS ARCHITEKTÚRA: HSS ÉS SLF

• Home Subscriber Server (HSS) – Felhasználókkal kapcsolatos információk központi tárhelye

• a felhasználó pillanatnyi fizikai helyére vonatkozó információk

• hitelesítési információk

• felhasználói profil – az előfizető szolgáltatásokkal összefüggő preferenciáit tartalmazza

– Példa: • munkaidőben a munkahelyi VoIP terminálra irányítja a forgalmat

• esti hívások az otthoni telefont csörgetik meg

• utazás közben a hívások a mobiltelefonon végződnek

• tárgyalás alatt minden hívás a hangpostára megy

• Subscriber Locator Function (SLF) – adatbázis, amely tárolja, hogy a

felhasználó adatai melyik HSS-ben érhető el

HSS

I-CSCF S-CSCF P-CSCF SIP

Diameter

SIP

SLF

SIP


IMS SZOLGÁLTATÁSOK

• Jelenlét szolgáltatás (Presence) – felhasználó elérhetősége

– kommunikációra való hajlandóság

• Azonnali üzenet (Instant Message) – tartalmazhat képet, videót, hangot stb.

• Push to talk (PTT) – kis sávszélességű és nagy késleltetésű

hálózaton is működik

• Egyéb szolgáltatások – Hívásvárakoztatás

– Hívástartás

– Hívásátirányítás

– Konferencia-beszélgetés

– Voicemail

– Text to speach (TTS)

– Speach to text (STT)


4G – LTE


LTE – MIÉRT KELL FEJLESZTENI?

• Sikeresnek bizonyult a „mobil Internet”

– hazánkban minden harmadik szélessávú Internet előfizetés

– világszerte dinamikus növekedés

– átviteli sebességek: néhány Mbps elérhető HSPA-val

– csatornától, userek számától stb. függ

– az Internet technológia minden lehetőségének kiszolgálására

még nem alkalmas (pl. szélessávú video, IPTV)


LTE – FEJLESZTÉSI LEHETŐSÉGEK

• Új rádiós technológia kifejlesztése (előnyök) – Korszerű rádióhálózat fejlesztésének lehetősége

– rugalmas frekvenciahasználat (különböző méretű és a 3G-nél szélesebb sávok használata)

– csomagkapcsolt forgalomhoz optimalizált

– a frekvenciasávon belül az erőforrás hatékony használata

– a pillanatnyi előfizetői forgalmi igényekhez való gyors és könnyű adaptáció

time

traffic

volume

bandwidth

used

time

traffic

volume

bandwidth

used

time

traffic

volume

bandwidth

used

time

traffic

volume

bandwidth

used

time

traffic

volume

bandwidth

used

time

traffic

volume

bandwidth

used

time

traffic

volume

bandwidth

used

time

traffic

volume

bandwidth

used


LTE – FEJLESZTÉSI LEHETŐSÉGEK

• Az új technológia nehézségekkel jár (hátrányok)

– teljes hálózatra kiterjedő beruházás szükséges, vagy

kétmódú előfizetői eszközök

– nincs visszafelé kompatibilitás

– van egy vetélytárs technológia (mobil WiMAX)

– → az LTE sikeresnek tűnik

– áramkörkapcsolt hanghívást nem támogat → VoLTE

szolgáltatás bevezetése szükséges


LTE – ÁLTALÁNOS KÖVETELMÉNYEK

• LTE rádiós követelmények

– legalább 100 Mbps DL és 50 Mbps UL átviteli

csúcssebesség, 20 MHz használatával

• nagyobb sávszélességeken arányosan nagyobb

– kis csomagkésleltetés a rádiós hozzáférési hálózatban

(max. 5 ms alacsony terhelésnél)

• kis méretű IP csomag késleltetése egy irányban, ha csak 1

terminál kommunikál

– 5 MHz-en egyszerre legalább 200 előfizető kiszolgálása

egy cellában

• nagyobb sávszélességen legalább 400


LTE – ÁLTALÁNOS KÖVETELMÉNYEK

• LTE rádiós követelmények – többféle sávszélesség támogatása (jelenleg: 1,4 MHz,

3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, 20 MHz)

– az alaphoz (HSDPA) képest követelt relatív javulás

• átlagos előfizetői átviteli sebesség (per MHz): downlink 3-4x, uplink 2-3x

• átviteli sebesség a cella szélén: downlink, uplink 2-3x

• spektrális hatékonyság: downlink 3-4x, uplink 2-3x

– mobilitás:

• csúcs teljesítőképesség 15 km/h sebességű felhasználóknál

• 120 km/h-ig nagy teljesítőképesség

• 350 km/h-ig kapcsolat fennmaradása (handover esetén is)

– lefedettség:

• 5 km-ig a teljesítőképesség javulást tartani kell

• 30 km-ig némi romlás megengedett, de mobilitásban nem


4G LTE architektúra – System Architecture

Evolution


SYSTEM ARCHITECTURE EVOLUTION

• Az LTE „architektúrája”

• Valójában:

– LTE = 4G rádiós interfész

– SAE = 4G hálózat

– Együtt: Evolved Packet System – EPS


SAE – KÖVETELMÉNYEK

• Többféle hozzáférési hálózat támogatása

– 3GPP és nem 3GPP

– fix hozzáférési rész

• Roaming

• Mobilitás a különféle hozzáférési hálózatok közt

• „Any service IP alapon” támogatása

• Interworking: PS és CS szolgáltatások közt



• Szigorú QoS biztosítása

– észrevehetetlen handover CS és PS beszédhálózat közt

– nincs adatvesztés fix és vezeték nélküli hozzáférés közti

handovernél

– QoS : visszafelé kompatibilis 3GPP egyébbel (UMTS)

• Fejlett biztonsági megoldások

– törvényes lehallgatás lehetősége

– védve: tartalom, küldő, fogadó kiléte és helyzete



• Fejlett számlázási megoldások:

– pl. QoS alapján

– flat rate, adatmennyiség stb.

– rádióhálózati adatok felhasználása a számlázásnál


SAE – ARCHITEKTÚRA

• Rendszer architektúra: – a működéshez szükséges funkciók logikai csomópontokhoz

rendelve

– két fő blokk: • maghálózat (Core Network, CN):

EPC, Evolved Packet Core;

• rádiós hozzáférési hálózat (Radio Access Network, RAN): E-UTRAN, Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network

• Funkciók: – rádióhálózat menedzsment

– számlázás

– hitelesítés

– vég-vég kapcsolat menedzsment

– gerinchálózati funkciók és rádióhálózati funkciók

– mobilitás menedzsment


SAE – RAN FUNKCIÓK

• RAN funkciók – LTE

– kódolás, interleaving, moduláció, más fizikai réteg

funkciók;

– ARQ, fejléc tömörítés, ütemezés stb., egyéb második

réteg funkciók;

– rádiós erőforrás menedzsment, handover stb., más

rádiós erőforrás kontroll funkciók;

– biztonsági funkciók: titkosítás, adat integritás megőrzése


SAE – CN FUNKCIÓK

• Maghálózat funkciók – SAE

– számlázás

– előfizető menedzsment

– mobilitás menedzsment (a mobil helyzetének követése)

– hordozó szolgáltatások kezelése, szolgáltatási minőség

kezelése

– előfizetők adatfolyamain végrehajtandó eljárások

(policy) kezelése

– kapcsolódás külső hálózatokhoz

• más szolgáltató LTE SAE

• más hálózat (GSM, 3G, Internet)


E-UTRAN FELÉPÍTÉSE

• E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio

Access Network)

– handover: adattovábbításon alapul

– állomások közti kommunikáció szükséges: rádiós

erőforrás menedzsment, interferencia kontroll

– erre szolgál az X2 interfész

• régi eNodeB továbbítja az új eNodeB-nek a felhasználónak

szóló IP csomagokat handover után

– felépítése hasonló a 3G Iur-hez (RNC-k közti interfész)

– topológiai vonatkozások


E-UTRAN ARCHITEKTÚRA

VÁLTOZÁSOK

• nincs központi elem (RNC)

• a korábbi RNC funkciók az eNodeB-ben – ilyen 3G NodeB is létezik már

– HSPA+ szabványok definiálják is

• biztonsági problémák Evolved Packet Core

X2 X2

eNodeB

cellák

S1S1S1

eNodeB eNodeB

3G Core

NodeB

cellák

Iu-PS

Iu-CS

Iub

NodeB

RNC

Iub


E-UTRAN ARCHITEKTÚRA

VÁLTOZÁSOK

• mobilitás kezelése nehezebb központi elem nélkül: – cellaváltást lehetőleg „elrejteni” a

maghálózat elől

– ugyanakkor adatvesztés ne történjen

– csomagtovábbítás eNodeB-k között

• eNodeB: cellák csoportját kezeli, nem szükségszerűen egy helyen – gyártók: megosztják az alapsávi és a

rádiós funkciókat az állomásokban

– elvileg: cella (antenna) nagy távolságban is lehet a bázisállomástól

– időzítési problémák

eNodeB

alapsáv

eNodeB

rádió

eNodeB

rádió

hálózat


EVOLVED PACKET CORE

• Fejlett csomagkapcsolt maghálózat,

Evolved Packet Core – EPC:

– funkcionális architektúra: egy csomópont végez minden

maghálózati funkciót

– akár fizikailag is lehetne egy berendezés

– gyakorlati szempontból nem megvalósítható

– + HSS (=HLR+AuC) megmaradt a korábbi hálózatokból

– Home Subscriber Server – HSS


SAE EPC ARCHITEKTÚRA

EPC

node

X2 X2

eNodeB

cellák

S1S1S1

eNodeB eNodeB

HSS

Internet SGiS6


SAE EPC ARCHITEKTÚRA

• Funkcionális entitások

az EPC-ben:

– Mobilitás kezelő

egység: Mobility

Management Entity

(MME)

– Kiszolgáló átjáró

egység: Serving

Gateway (SGw)

– Adathálózati átjáró

egység: Packet Data

Network Gateway

(PDN Gw)

PDN Gw

node

X2 X2

eNodeB

cellák

S1-US1-U

S1-U

eNodeB eNodeB

HSS

Internet SGi

S6a

SGw

node

MME

S5

S1-MME

S1-MME

S11


MOBILITY MANAGEMENT ENTITY – MME

• a vezérlő sík megvalósítója az EPC-ben

• mobilitás támogatás

• előfizető helyének lekérdezése

• paging megfelelő helyre küldése

• útvonalválasztás az előfizető pozíciójának

megfelelően

• minden egyéb vezérlési feladat: hordozó

felépítése, hitelesítés, titkosítási kulcsok cseréje

stb.


SERVING GATEWAY – SGW

• az előfizetői adatok továbbítója az EPC és az

eNodeB között (felhasználói sík az EPC-ben)

• S1-U működése

– felhasználó IP csomagjának továbbítása „alagúton” az

eNodeB felé/től

– alagút: új IP protokoll fejléc, új címmel, az előfizető

helyének megfelelően

– a cím meghatározza hova menjen a csomag


PDN GATEWAY – PDN GW

• az interfész a külső csomagkapcsolt hálózatok felé

– Internet, más szolgáltató hálózata, nem LTE hálózat

• az LTE mobilitás gyökere

– az SGw továbbítja az IP csomagokat a kiszolgáló

eNodeB felé

– a maghálózatban látszik a mobilitás

– minden cellaváltásnál új „alagútban” megy a forgalom az

eNodeB felé/től

– ez nagy különbség a 3G-hez képest, ahol az RNC

elfedte a lokális mobilitást (RNC-ig kellett az IP alagutat

vezetni)


LTE-3G EGYÜTTMŰKÖDÉS

• Követelmény:

– Hálózatok közti handover 3G és LTE között

• előfizető nem tudja milyen hálózatban, milyen készülékkel van

• lokális LTE indulás

• kétmódú készülékek kellenek


LTE-3G EGYÜTTMŰKÖDÉS

NodeB

cellák

NodeB

RNC

SGSN

eNodeB eNodeB

PDN Gw

node

MME

S4

S3

SGw

node

S4

GGSN

S12


FELHASZNÁLÓI SÍK PROTOKOLL STACK


VEZÉRLŐ SÍK PROTOKOLL STACK


3GPP ARCHITEKTÚRA R8-TÓL


Voice over LTE


VOLTE I.

• A Voice over LTE (VoLTE) az IP-alapú távközlés fő technológiája lesz – High Definition (HD) hangminőséget biztosít

– Segíti az operátorokat az over-the-top (OTT) VoIP szolgáltatókkal szembeni versenyben.

– IMS alapú rendszer

• Videocall/Video over LTE (ViLTE)


VOLTE II.

• A VoLTE/ViLTE alacsonyabb késleltetést és

nagyobb kapacitást kínál az OTT VoIP

szolgáltatásokhoz képest.

• Országos méretű VoLTE lefedettséget biztosító

hálózat kialakításának kihívásai:

– Magasabb frekvenciasávokban spektrum allokáció →

több cella szükséges.

– A mobil adatforgalom torlódást okozhat → romlik a

teljesítmény.

– Az LTE „vak foltokat” ki kell tölteni (le kell fedni).


4G LTE HANGHÍVÁSI MEGOLDÁSOK

• Lehetséges technológiák hangátvitelre 4G felett: – Voice over LTE (VoLTE)

– Circuit Switched Fallback (CSFB) • az LTE-n belüli hang- és üzenetküldési szolgáltatások esetén a

leggyakrabban alkalmazott megoldás.

• Handover mechanizmus segítségével megoldható a hívás CS hálózaton történő folytatása.

• A Single Radio Voice Call Continuity (SRVCC) mechanizmus teszi lehetővé.

– Simultaneous Voice and LTE (SV-LTE) • CDMA operátorok számára néhány eszközgyártó implementálta.

• Az SV-LTE okostelefonoknak két aktív rádiójuk van.

– VoLGA, Voice over LTE via GAN • Lehetővé teszi az LTE mobil eszközök számára, hogy hozzáférjenek a régi

rendszerekhez és szolgáltatásokhoz anélkül, hogy el kellene hagyniuk az LTE tartományt.

• A Generic Access Network (GAN) architektúrát áramkör-kapcsolt szolgáltatások, például SMS-üzenetek IP-alapú hálózatokon történő támogatására fejlesztették ki.


VOLTE VS. VOWIFI

• VoLTE – ugyanaz a megbízhatóság,

mint a 2G/3G

– jobb hangszolgáltatás a 4G-vel

– network korszerűsítés (IP)

– all-IP platform (IMS)

• VoWiFi – ugyanaz az IP-lefedettség

mint OTT

– jobb mobilitás, mint OTT

– a megbízható hozzáférés gyakran feltételezhető egy operátor által épített Wi-Fi hozzáférés esetén

hálózatok alapjai és üzemeltetése...• rnc: radio network controller, rádióhálózat...

Documents